碳/玻混杂纤维增强复合材料的蠕变和耐久性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ssfdlah
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纤维增强聚合物(FRP)复合材料在土木工程领域被广泛应用于结构的加固、修复与升级。碳/玻混杂纤维复合材料可以充分发挥碳纤维的高强度和高模量,以及玻璃纤维的低成本与大应变。纤维混杂复合材料筋筋被应用于结构增强的钢筋束、预应力索和桥梁拉索等。土木工程领域,混杂纤维增强FRP筋在恶劣环境下的蠕变和耐久性能是影响其设计和应用的关键问题。论文研究了碳/玻璃纤维杂化作用,开发了一种碳/玻璃纤维层间杂化的FRP复合材料筋,研究了碳/玻璃纤维混杂FRP筋在冻融、高温、水浸和持续、循环载荷条件下的力学和粘弹性性能的演化。研究的主要内容和成果如下:(1)碳/玻璃纤维杂化增强FRP复合材料的制备及拉伸性能研究制备了不同体积比的碳/玻璃纤维混杂增强FRP复合材料,并研究了混杂复合材料的力学性能。研究表明,低伸长率碳纤维和高伸长率玻璃纤维的混杂可提高FRP复合材料的破坏应变,以及导致假延展拉伸行为;双线性混合定量可较为准确地模拟混杂FRP复合材料的拉伸强度和模量,及其拉伸应力-应变曲线;具有35.3%体积含量的碳纤维层间混杂复合材料具有优异的拉伸强度,且其断裂应变较纯碳纤维复合材料高65%。(2)碳/玻璃混杂纤维增强FRP复合材料的弯曲和层间剪切性能研究利用弯曲和剪切试验研究了碳/玻璃混杂FRP复合材料混杂效应,碳纤维的体积含量为35%。研究表明,3层碳纤维CFRP和5层玻璃纤维GFRP混杂复合材料与非混合复合材料相比,延展性增强,拉伸破坏损伤逐步发生,逐层破坏;纤维层间混杂复合材料的整体增强效果最高,弯曲应变较其他混杂复合材料提高136%;具有层间混杂结构复合材料的碳/玻璃纤维界面之间的界面粘结强度更高。(3)碳/玻璃混杂纤维增强FRP筋的抗弯蠕变性能研究碳/玻璃混杂纤维增强FRP复合材料筋的弯曲蠕变测试条件为预冻融处理、室温以及冻融和持续耦合作用,试样的极限弯曲载荷水平为50%、60%和70%的断裂应力。冻融和持载耦合作用下,混杂纤维筋的蠕变模量降低最为明显;利用Findley的幂律模型与Euler Bernoulli的梁理论,研究了冻融预处理对混杂纤维FRP筋和未处理筋的挠度时变规律,结果表明,,冻融预处理的混杂FRP筋50年之后的蠕变挠度比未处理FRP筋高约2.5倍。(4)交变荷载和持载对碳/玻璃混杂纤维FRP筋的耐久性能影响实验研究了交变/持续弯曲荷载下不同温度(25℃、40℃和55℃)水浸泡对混杂纤维增强FRP筋的玻璃纤维外层和碳纤维芯之间界面性能影响,荷载水平为40%~60%的极限载荷。结果表明,随着暴露温度和载荷水平增加,混杂FRP筋的降解速率提高;交变载荷提高了水分子的扩散速率,降低了混杂纤维FRP筋的力学和热稳定性,并导致树脂塑化和纤维/树脂基体脱粘;在北纬50°(年平均温度为5.7℃)的地区,40%的持载和浸水耦合条件下,16.1年后混杂纤维增强FRP筋的界面剪切强度保留率预计达到70%,而在40%交变荷载与水浸泡条件下,达到同样保留率仅需要6.2年。
其他文献
学位
学位
学位
吹填造陆已经成为港口疏浚淤泥处理与沿海国家土地开发的重要手段,而吹填后的淤泥须经过真空预压固结处理方能进行工程建设。本文在研究吹填淤泥基本特性与真空预压固结特性的基础上,以探索真空固结的淤堵机理与建立真空固结理论为目的,通过开展试验研究与机理分析对真空预压作用下吹填淤泥的固结理论进行了研究,以获得具有更好工程应用价值的真空固结解,为软土地基的真空固结提供更符合实际工况的理论计算方法。基于改进的固结
学位
作为超燃冲压发动机的重要部件之一,隔离段在发动机工作中发挥重要作用。一方面,对进气道捕获的气流进行进一步的压缩,为下游燃烧室提供适合燃烧的稳定气流,另一方面,阻止燃烧室产生的高压和扰动传到进气道,避免进气道不起动的发生。隔离段的作用主要是通过内部形成的激波串实现的,因此激波串的振荡特性直接影响隔离段的安全稳定工作。上游进气道压缩气流产生的激波会进入隔离段,形成入射激波并导致隔离段内流动非均匀,进而
学位
目的:评价中药复方抑囊方治疗CKD3-4期ADPKD证属脾肾亏虚兼血瘀证患者的安全性和有效性。并从代谢组学的视角探究中药复方抑囊方的治疗机制,分析中药复方抑囊方对CKD3-4期ADPKD患者血清内源性代谢物的调节作用。方法:采用临床研究与代谢组学研究相结合的方法。开展多中心、前瞻性、随机、双盲、安慰剂对照临床研究,收取CKD3-4期ADPKD证属脾肾亏虚兼血瘀证患者72例,“基础治疗+中药复方抑囊
学位
无人飞行器,通常也称为无人机,正以极快的速度应用于我们的社会。应用无人机的工业场景呈指数型增长。此外,无人飞行器也引起了其他领域的兴趣,如军事、应急响应、灾难救援、健康医疗、农业、矿业、基础设施建设、运动、教育等等。随着无人飞行器的实际应用不断增长,大量的挑战也随之而来,比如面对动态变化的、未见过的及非结构化的场景,如何进行最优的响应;不可靠的状态估计;在有限资源地约束下,同时进行实时的感知与决策
学位
近年来,风电渗透率的提高在电力系统的低碳化发展进程中发挥了重要作用。根据新型电力系统的发展目标,风力发电有望在不久的将来成为电力生产中仅次于光伏发电的主要电源。但是,风电渗透率的增高可能会导致许多技术和运营上的问题,例如,电力系统的现有条件是否足够应对风力发电间歇性引起的频率稳定问题;此外,用风力涡轮发电机代替传统的火力发电机组会造成电力系统的惯性降低。因此,风电场具备必要的调频能力变得越来越重要
学位
传统医疗行业存在诸多痛点问题,例如,医疗资源分配不均、看病流程复杂且效率低下、医患关系紧张等。大数据及“互联网+”的时代背景为解决这些问题提供了新的思路。在传统医疗向智慧医疗转型过程中,辅助医疗诊断是一个重要的方面,对于提高医疗管理效率具有重要意义。信息融合技术在辅助医疗诊断方面具有重要应用,其中一个有效的方法即证据理论,凭借其在信息表达与处理方面的优势而被广泛应用。因此,本文主要研究基于证据理论
学位
当前滨海城市发展已经进入转折期,存量更新成为滨海城市发展的转型目标。随着海洋经济的迅速发展,滨海非正规聚落空间是滨海带社会、经济转型的重要体现区域。因此,滨海非正规聚落可持续发展一直以来是发展中国家关注的研究问题,而滨海带与非正规聚落协同发展是滨海存量更新的关注热点。近年来,“海上丝绸之路经济带”使得滨海非正规聚落进一步体现其地缘优势和人文资源优势。作为海上丝绸之路的文化聚集地,滨海非正规聚落空间
学位